Lam Research 제품 라이브러리(벡터, ALTUS, SPEED...) - 1부

증착 제품

증착 공정은 반도체 장치를 구성하는 데 사용되는 유전체(절연) 층과 금속(전도성) 재료를 형성할 수 있도록 합니다. 재료와 건축 유형에 따라 다른 기술이 필요합니다. 전기화학 증착(ECD)은 집적 회로의 장치를 연결하는 구리 "와이어"(상호 연결)를 형성하는 데 사용됩니다. 구리 및 기타 금속에 대한 도금 공정은 실리콘 관통 비아 및 웨이퍼 레벨 패키징 응용 분야에도 사용됩니다. 마이크로 텅스텐 커넥터와 박막 배리어 필름은 정교한 화학 기상 증착(CVD) 공정과 원자층 증착(ALD) 공정을 사용하여 제조되며, 둘 다 한 번에 몇 개의 원자층만 추가합니다. PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정, HDP-CVD(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition) 공정 및 원자층 증착 공정은 이러한 모든 전기 구조를 격리하고 보호하는 임계 절연층을 형성하는 데 사용됩니다.

많은 재료와 까다로운 부품에 대해 램리서치의 박막 적층 제품은 다양하고 까다로운 소자 응용 분야에 필요한 정밀도, 성능 및 유연성을 제공합니다.

VECTOR 제품군

유전체 박막 증착 공정은 최신 트랜지스터 및 3D 구조에 사용되는 절연층을 포함하여 반도체 장치에서 가장 생산하기 어려운 절연층을 형성하는 데 사용됩니다. 일부 응용 분야에서는 이러한 필름이 섬세한 구조물에 꼭 맞아야 합니다. 다른 응용 분야에서는 유전체 필름이 매우 매끄럽고 결함이 없어야 하며, 작은 결함조차도 후속 층에서 크게 확대될 수 있습니다.

램리서치의 VECTOR® PECVD 제품은 다양하고 까다로운 소자 응용 분야에 필요한 구조를 만들 수 있는 성능과 유연성을 제공합니다. 특정 응용 분야의 경우, 로크웰 오토메이션의 Reliant® 리퍼브 제품 범위는 더 낮은 소유 비용으로 새 시스템과 동일한 품질 보증 및 성능을 제공하는 엄선된 모델을 제공합니다.

제품 제공

• 벡터®
• 벡터 TEOS®
• 벡터 AHM®®
• 벡터 MD®
• VECTOR 지층®®

주요 응용 프로그램

• 하드 마스크
• 반사 방지층(ARL)
• 패시베이션 레이어
• 확산 장벽 필름
• 3D NAND 다층 적층 필름
• 이중 및 사중 패턴 레이어의 핵심 레이어
• 금속간층

ALTUS 제품군

원자층 증착(ALD) 화학 기상 증착(CVD)

고급 메모리, 인터커넥트, 패키징, 트랜지스터

텅스텐 증착 기술은 접점, 비아, 플러그 등과 같은 전도성 구조를 형성하기 위해 칩을 채우는 데 사용됩니다. 이러한 구조는 크기가 작고 종종 좁으며 소량의 금속만 필요하기 때문에 저항을 최소화하고 적절하게 충전하기 어려워 가공 결함이 발생하기 쉽습니다. 나노미터 단위에 이르기까지, 사소한 결함조차도 장치 성능에 영향을 미치고 칩 고장을 일으킬 수 있습니다.

시장을 선도하는 램리서치의 ALTUS® 시스템은 첨단 텅스텐 금속화 공정에서 고컨포멀 박막 증착을 위해 화학 기상 증착과 원자층 증착 기술을 결합합니다. 특정 응용 분야의 경우, 당사의 Reliant® 리퍼브 제품 범위는 더 낮은 소유 비용으로 새 시스템과 동일한 품질 보증 및 성능을 제공하는 특정 모델에 도입되었습니다.

---

업계 과제

 

반도체 제조업체가 보다 발전된 기술 노드로 이동함에 따라 텅스텐 금속화 공정은 상당한 확장 및 통합 문제에 직면해 있습니다. 예를 들어, 첨단 장치의 저전력 및 고성능 요구 사항을 충족하기 위해 접촉 저항이 최소화됩니다. 나노 스케일 구조의 경우, 전통적인 배리어 재료 및 증착 기술은 구조물의 중간을 비우게 하여 트렌치 개구부를 조기에 폐쇄하여 다공성, 저항 및 접촉 파괴를 증가시키므로 전통적인 화학 기상 증착 공정으로 텅스텐 금속을 완전히 채우는 것은 어렵습니다. 반면에 작은 구조를 완전히 채울 수 있더라도 매우 작은 텅스텐 함량은 접촉 저항을 증가시킵니다. 고급 메모리 및 로직 장치 제조에는 텅스텐의 벌크 저항을 줄이면서 완전하고 결함 없는 텅스텐 충전을 가능하게 하는 증착 공정이 필요합니다. 접촉 충전 효과를 개선하고 접촉 저항을 줄이기 위해서는 증착된 배리어 필름이 물리적 기상 증착 및 전통적인 화학 증착 방법으로 얻은 것보다 우수한 스텝 커버리지, 낮은 저항 및 더 작은 필름 두께를 갖도록 해야 합니다.

주요 고객 혜택

• 텅스텐 필름 생산을 위한 업계 벤치마크
• 특허받은 MSSD(Multi-Site Sequence Deposition) 아키텍처를 기반으로 하는 핵형성층은 램리서치의 PNL(Pulsed Nucleation Layer) 원자층 증착 공정과 in-situ 연속 성장 화학기상증착(in-situ continuous growth chemical vapor deposition filling process)을 사용하여 형성됩니다
• 원자층 증착 공정은 필름의 두께를 줄이고 텅스텐 필름의 전체 저항을 줄이기 위해 사용되었으며, 화학 기상 증착에 의한 연속 입자 충전의 성장 모드를 변경하였다
• 고급 3D NAND 및 DRAM을 위한 저불소, 저응력 텅스텐 필러
• WN 박막 증착에서 원자층 증착 공정을 사용함으로써 기존 장벽층에 비해 높은 스텝 커버리지와 감소된 박막 두께를 달성할 수 있습니다

제품 제공

• 컨셉 투® 알투스®
• 알투스® 맥스
• ALTUS® Max 익스트림필™
• ALTUS® DirectFill™ 최대
• 알터스® 맥스 ICEFill™
• 알투스® LFW

주요 응용 프로그램

• 텅스텐 플러그, 접점 구멍 및 관통 구멍 충진
• 3D NAND 워드 라인
• 저스트레스 복합 인터커넥트
• 스루홀 및 접촉 홀 금속화를 위한 WN 배리어 필름

RELIANT DEPOSITION 제품

화학 기상 증착 (CVD)

고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD)

플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)

증착 공정은 전체 칩 제조 공정에서 사용되어 실리콘 웨이퍼 표면에 다양한 전도성 및 절연 물질을 배치하여 반도체 장치의 구성 요소와 와이어를 형성하는 데 사용됩니다. 미세전자기계 시스템(MEMS) 및 전력 장치와 같은 비전통적인 칩 시장의 경우 수많은 구조적 모양과 다양한 재료로 인해 다양한 제조 요구 사항이 수반됩니다.

램리서치의 Reliant® 증착 제품 라인에는 이러한 응용 분야에 필요한 공정 유연성, 신뢰할 수 있는 성능, 높은 수율 및 낮은 소유 비용을 제공하는 생산에서 입증된 증착 솔루션이 포함되어 있습니다.

---

업계 과제

최근 몇 년 동안 반도체 산업은 MEMS, 전력 칩, 무선 주파수(RF) 필터, CMOS 이미지 센서(CIS) 등과 같은 새로운 부문으로 확장되어 더 나은 연결성, 더 강력한 이미징 기능 및 기타 시장 주도 성능을 가능하게 했습니다. 제조 공정의 다양한 요구 사항으로 인해 증착 공정은 광범위한 재료 및 성능 요구 사항을 충족할 수 있어야 합니다. 또한 이러한 칩 중 일부는 첨단 기술 노드의 칩 설계보다 크고 덜 복잡하며 최신 증착 공정이 필요하지 않은 경우가 많습니다. 결과적으로 이러한 부문의 주요 과제는 고성능 장비에서 저비용 생산(높은 수율 및 낮은 소유 비용 포함)을 달성하고 증착 균일성, 멤브레인 응력 제어 및 결함률을 개선하는 방법입니다.

주요 고객 혜택

• MSSD(Multi-Point Sequence Deposition)를 활용하면 광범위한 공정 요구 사항을 충족할 수 있는 유연성이 추가됩니다.
• 실리콘 웨이퍼의 표면 필름의 균일성 향상
• 우수한 응력 안정성을 가진 재현 가능한 멤브레인 특성
• 높은 수율을 위한 높은 수율과 효율적인 웨이퍼 처리 설계
• 150 mm - 300 mm 웨이퍼 생산을 위한 생산에서 입증된 저비용 솔루션

제품 제공

• 컨셉 투® ALTUS® (200mm)
• 컨셉 투® 시퀄® (200mm, 150mm)
• 컨셉 투® 스피드® (200 mm)
• 최대 속도®(300mm)
• 벡터®(300mm, 200mm)

주요 응용 프로그램

• 화학 기상 증착 (CVD) 텅스텐
• 고밀도 플라즈마(HDP) 화학 기상 증착 갭 충전 산화물
• 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 실란 산화물, 질화물 및 산질화물
• 에틸 오르토실리케이트 산화물의 플라즈마 강화 화학 기상 증착
• 도핑된 산화물(붕소, 인)

SABRE 3D 제품군

제품

전기화학적 증착(ECD)

구리 및 기타 금속을 증착하여 WLP(Advanced Wafer-Level Packaging) 및 TSV(Through-Silicon Via) 구조를 위한 전기 연결을 형성할 수 있습니다. 이 소형 전도성 빌딩 블록은 장치의 전체 크기를 줄이는 데 도움이 되어 더 작고 빠르며 강력한 모바일 전자 장치를 만듭니다.

SABRE® 3D 시리즈는 램리서치의 검증된 SABRE Electrofill® 기술과 다른 혁신 기술을 결합하여 웨이퍼 레벨 패키징 및 실리콘 관통 애플리케이션에 필요한 고품질 박막을 생산 효율성이 높은 애플리케이션을 제공합니다.

---

업계 과제

구리 및 기타 금속 도금 공정은 전도성 범프 형성 및 릴레이, 실리콘 관통 충진과 같은 다양한 고급 웨이퍼 수준 패키징 응용 분야에 적합합니다. BEOL(Back-end) 다마스커스 구리 충전과 유사하지만 웨이퍼 수준 패키징 및 도금을 통한 실리콘 관통 공정은 훨씬 더 큰 수준이며, 박막의 증착은 옹스트롬(10-10m)이 아닌 미크론(10-6m)입니다. 이것은 일반적으로 긴 증착 시간을 필요로 하며 치료에는 여러 단계가 포함됩니다. 이에 따른 과제로는 높은 도금 속도에서 웨이퍼 내 균일성 및 온칩 동일 평면성 개선, 소유 비용 절감, 결함 최소화, 마이크로 범프 및 솔더 조인트를 신뢰할 수 있고 공극이 없는 상태로 만드는 것 등이 있습니다.

주요 고객 혜택

• 고급 도금 욕 기술, 더 빠른 도금 속도는 칩과 실리콘 웨이퍼 내의 균일 성에 영향을 미치지 않습니다.
• 칩 수율과 시스템 수율을 개선하기 위한 하드웨어 및 공정 노브
• 다중 도금 수조 및 전처리/후처리 수조를 기반으로 하는 모듈식 아키텍처는 광범위한 포장 응용 분야의 요구 사항을 충족할 수 있도록 매우 유연합니다
• 소유 비용이 낮고 비용에 민감한 환경에 적합하며 사용되는 기술은 SnAg 화학 물질 비용을 크게 줄입니다.

제품 제공

• 사브레 3D®
• 사브레 3D xT®

주요 응용 프로그램

• 실리콘 관통 바이어스
• 구리 기둥
• 헤비 레이어(RDL)
• 구형 금속화(UBM)
• 납이 함유된 또는 무연 C4 범프
• Cu/SnAg 및 Ni/Au 마이크로범프
• 고밀도 팬아웃(HDFO) 응용 분야(대형 컬럼, 릴레이, 2-in-1 스루홀, 마이크로 컬럼)

SABRE 제품군

제품

전기화학적 증착(ECD)

고급 메모리, 인터커넥트

구리 증착의 역할은 최첨단 반도체 소자용 구리선을 적설하는 것입니다. 이러한 전도성 구조에서는 작은 핀홀이나 먼지 조각과 같은 가장 작은 결함조차도 속도 저하에서 완전한 고장에 이르기까지 장치의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

램리서치의 SABRE® ECD 제품 라인은 구리 인터커넥트 기술로의 전환을 주도하는 데 도움이 되었으며, 생산 효율성을 위한 업계 최고의 플랫폼을 통해 구리 다마스쿠스 장착에 필요한 정밀도를 제공합니다.

---

업계 과제

최첨단 칩 설계에서 고급 인터커넥트 아키텍처는 좁은 치수와 복잡한 박막 층을 특징으로 하며, 점점 더 유연하고 정밀한 구리 증착 성능을 요구합니다. 구리(Cu) 전기화학 증착 공정의 과제에는 높은 생산 효율성을 제공하는 동시에 공극 없는 충전, 낮은 결함률, 낮은 저항률 및 높은 종횡비(HAR) 구조 충전이 필요하다는 것이 포함됩니다. 선폭이 줄어들면 장벽/시드 층의 두께가 계속 얇아집니다. 이러한 맥락에서 필요한 상향식 충진율을 달성하고 시드 층을 보호하기 위해 업계는 공정 제어에 대한 요구 사항을 점점 더 엄격하게 요구하고 있습니다. 여러 크기의 구성 요소를 단일 logic layer에 통합하려면 넓은 종횡비, 종자 피복 지형 및 밀도 분포를 가진 구조를 적절하게 채우기 위해 넓은 공정 창이 필요합니다.

주요 고객 혜택

• 높은 수율, 공극 충진 없음, 첨단 기술 노드를 위한 우수한 결함 밀도 성능
• 가장 넓은 공정 창과 가장 높은 상향식 채우기 속도를 통해 가장 까다로운 높은 종횡비 구조도 쉽게 채울 수 있습니다.
• 다양한 기판 재료에 구리를 직접 증착하는 것은 차세대 금속화 솔루션에 매우 중요합니다.
• 도금 초기에 이러한 기술은 시드 층을 강력하게 보호하고 웨이퍼 간 균일성을 우수하게 제공합니다
• 활성 칩의 면적을 늘리고 업계 최고의 공정 가장자리 제거 기술을 통해 실리콘 웨이퍼의 수율을 향상시킵니다.

제품 제공

• SABRE 익스트림®
• 사브레 맥스®
• SABRE 엑셀®

주요 응용 프로그램

• 논리적 상호 연결
• 메모리 인터커넥트

SOLA 제품군

제품

자외선 열처리(UVTP)

인터커넥트, 트랜지스터

최신 칩 절연 요구 사항을 충족하도록 설계된 새로운 유전체 재료의 특성은 종종 적용을 훨씬 더 어렵게 만듭니다. 이러한 필름은 손상되기 쉽고 절연 능력이 손실되기 쉬워 장치 성능이 저하됩니다.

이러한 첨단 박막 응용 분야를 지원하기 위해 램리서치의 SOLA® UV 열처리 제품 라인의 특수 증착 후 박막 처리 기술을 사용하여 일부 필름은 안정화하고 다른 필름은 강화하여 소자 성능을 향상시킬 수 있습니다.

---

업계 과제

첨단 반도체 제조 기술이 새로운 유전체 필름과 결합되어 소자 성능을 향상시킴에 따라 필름의 무결성을 보장하기 위해 혁신적인 공정이 필요합니다. 낮은 유전 상수(k) 절연 필름은 지속적인 소형화의 핵심입니다. 그러나 필름의 k-값을 감소시키는 높은 탄소 함량과 다공성 특성으로 인해 필름이 깨지기 쉽고 쉽게 손상됩니다. 또한 에칭, 애싱/디검밍 및 습식 세척과 같은 공정 단계는 저 K 재료를 손상시키고 탄소 손실, 수분 흡수 등을 통해 유효 K 값을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 필름의 강도를 높이고, 기공 형성 전구체(기공 형성제)를 제거하고, low-k 필름의 무결성을 보장하기 위해 혁신적인 UVTP 공정이 필요합니다. UVTP를 사용하면 FEOL(Front-End Process)에서 질화물 층의 변형률을 개선하고 장치의 성능을 향상시킬 수도 있습니다.

주요 고객 혜택

• 동급 최고의 박막 특성, intra-and-wafer-to-wafer 균일성, 높은 수율
• 독점적인 처리 공정(자외선, 가스 및 증기에 대한 노출, 가열 등)에 의해 수정되어 증착된 박막의 물리적 특성을 개선할 수 있습니다
• MSSP(Multi-Point Sequence Deposition) 아키텍처는 웨이퍼 제조 경로의 다양한 지점에서 온도, 파장 및 강도를 독립적으로 제어하여 공정 유연성을 제공합니다

제품 제공

• 솔라 엑셀®

주요 응용 프로그램

• 질화물 필름 응력 처리

 

SPEED 제품군

고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD)

고급 메모리, 이산 및 전력 장치, 상호 연결, 광전자 공학 및 포토닉스, 센서 & 트랜스듀서, 트랜지스터

유전체 "갭 채우기" 공정은 전선 사이 및 장치 사이의 다양한 종횡비로 개구부를 채워 전도성 및/또는 활성 영역 사이에 중요한 절연을 증착합니다. 고급 장치의 경우 채워진 구조는 매우 높고 좁을 수 있습니다. 결과적으로 고품질 유전체 필름은 누화 및 장치 고장의 가능성이 증가하기 때문에 특히 중요합니다.

램리서치의 SPEED® 고밀도 플라즈마 화학기상증착(HDP-CVD) 제품은 업계 최고의 수율과 신뢰성을 제공하여 고품질 갭 필링 응용 분야를 위한 다층 유전체 필름 솔루션을 제공합니다. 특정 응용 분야의 경우, 로크웰 오토메이션의 Reliant® 리퍼브 제품 범위는 더 낮은 소유 비용으로 새 시스템과 동일한 품질 보증 및 성능을 제공하는 엄선된 모델을 제공합니다.

---

업계 과제

첨단 기술 노드에서 칩 제조업체는 통합 복잡성을 최소화하기 위해 갭 충진 공정을 위한 고품질 유전체 필름이 여전히 필요합니다. 이러한 고급 구조물을 채우는 데 사용되는 증착 공정은 높은 수율을 유지하면서 결함 없는 결과를 달성하는 데 어려움을 겪습니다. 고급 노드의 HAR(High-Aspect Ratio) 구조의 경우, 대체 갭 필링 기법이 필요한 필름 특성을 제공하지 못하는 경우가 많아 공정 제어가 불량하고 통합 복잡성이 증가합니다. 선호되는 접근 방식은 HDP-CVD를 완전한 갭 충진 솔루션으로 사용하거나 다른 갭 충진 기술을 보완하여 공정 제어를 강화하고 통합 위험을 줄이는 것입니다.

주요 고객 혜택

• 최적의 웨이퍼 간 두께 균일성 및 갭 충진 균일성으로 증착 및 in-situ 에칭 지형을 사용자 정의할 수 있는 능력
• 뛰어난 입자 성능 및 뛰어난 처리량 – 이 설계는 세척 작업과 더 빠른 세척 사이에 대량 생산을 가능하게 합니다.
• 주요 하드웨어 개선 없이 동일한 플랫폼에서 최대 프로세스 유연성 제공

제품 제공

• 스피드 NExT®
• 최대 속도®

주요 응용 프로그램

• 얕은 트렌치 절연(STI)
• 전금속 유전체(PMD)
• 층간 유전체(ILD)
• 금속간 유전체(IMD)
• 패시베이션 레이어

 

STRIKER 제품군

TOMIC 층 증착(ALD)

고급 메모리, 패키징, 패터닝, 트랜지스터

최신 메모리, 로직 및 이미징 장치는 장치 성능과 소형화를 지속적으로 개선하기 위해 초박형, 고컨포멀 유전체 필름을 필요로 합니다. 예를 들어, 이러한 필름은 측벽 기반 다중 패터닝 방식에 필수적입니다. 이러한 유형의 솔루션에서 측벽은 절연 라이너인 임계 치수(CD)를 정의하는 데 도움이 되므로 가장 작은 결함도 용납될 수 없습니다.

애플리케이션별 프로세스 및 하드웨어 옵션을 갖춘 램리서치의 스트라이커® 단일 웨이퍼 원자층 증착(ALD) 제품은 이러한 까다로운 요구 사항에 대한 중요한 솔루션을 제공하여 가장 낮은 소유 비용으로 동급 최고의 박막 기술과 결함률 수준을 제공합니다.

업계 과제

반도체 산업은 더 높은 처리 속도, 더 큰 데이터 저장 용량 및 더 빠른 패턴 인식을 가능하게 하기 위해 로직, 메모리 및 이미지 센서 칩의 소형화를 계속 추진하고 있습니다. 새로운 구조 소형화 방법을 기반으로 하는 3D 아키텍처의 출현은 칩 제조의 혁신을 주도하고 있습니다. 이러한 방법을 구현하기 위해 증착 공정은 고급 패터닝, 감소된 정전 용량, 우수한 갈바닉 절연 및 캡슐화의 손상 없는 봉쇄를 달성하기 위해 중요한 솔루션에 적합한 초박형 컨포멀 유전체 필름을 제공해야 합니다. 장비 제조업체들은 원하는 온칩 효과를 제공하기 위해 구조 크기와 패턴 밀도에 관계없이 박막을 층별로 증착하는 ALD 기술로 전환하기 시작했습니다. 동시에 제조 환경에 필요한 생산성을 제공하는 것이 핵심 요구 사항입니다.

주요 고객 혜택

• 업계를 선도하는 기술 및 결함 수준, 빠른 ALD 주기 및 "ALD 속도" 구성 요소, 소프트웨어 및 제어 장치로 가공 시간 단축
• 필름의 기계적 및 전기적 특성은 응용 분야에 따라 넓은 온도 범위에서 조정할 수 있습니다
• 필름 도핑 및 현장 마스크 트리밍을 지원하는 다양한 화학 반응 기능
• 밀봉되고 손상되지 않는 컨포멀 밑받침
• 높은 선택성, 낮은 습식 에칭 등급 필름
• 최적의 수율과 소유 비용을 제공하는 생산에서 입증된 다지점 정적 증착 아키텍처

제품 제공

• 스트라이커®
• 스트라이커® FE

주요 응용 프로그램

• 갭 충전 유전체 재료
• 컨포멀 라이너
• 사이드월 및 마스크 패터닝
• 밀폐 된
• 에칭 컷오프층
• 광학 필름